Le casting principal du premier film Iron Man comprenait :
* Robert Downey Jr. dans le rôle de Tony Stark/Iron Man
* Gwyneth Paltrow comme Pepper Potts
* Terrence Howard dans le rôle de James "Rhodey" Rhodes
* Jeff Bridges dans le rôle d'Obadiah Stane
* Shaun Toub comme Yinsen
Bien que Ralph Fiennes soit un acteur bien connu, il ne faisait pas partie de la franchise Iron Man.